Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
217
b. Proses isobarik mengubah sistem dari
P
2
, V
2
sampai P
2
, V
1
. c.
Proses isokhorik membuat sistem kembali ke P
1
, V
1
. Usaha yang dilakukan oleh sistem di atas sama dengan luas
bagian gambar yang diarsir. Pada akhir proses sistem kembali ke keadaan semula. Ini berarti pada akhir siklus energi dalam sistem
sama dengan energi dalam semula ΔU = 0. Untuk melakukan usaha
secara terus-menerus, sistem tersebut harus bekerja dalam suatu siklus.
Jadi, siklus
adalah suatu rantai proses yang berlangsung sampai kembali ke keadaan semula. Luas siklus merupakan usaha
netto. Bila siklus berputar ke kanan, usahanya positif. Bila siklus berputar
ke kiri usahanya negatif. W
AB
= positif W
BA
= negatif W
netto
= W
AB
– W
BA
Siklus
P
P
1
P
2
A B
Gambar 9.10 Siklus AB
V
Gambar 9.11 berikut menunjukkan kurva berbagai macam siklus Termodinamika.
Gambar 9.11 Berbagai macam siklus
B
A II
I P
V
aaaaaaaa aaaaaaaa
aaaaaaaa aaaaaaaa
aaaaaaaa aaaaaaaa
aaaaaaaa
P 3
4 2
1
V
1
V
2
V P
A T
1
B
C T
2
V
Berikut ini adalah berbagai macam siklus yang ada dalam siklus Termodinamika.
a. Siklus Carnot
Berdasarkan sifatnya siklus dibagi menjadi dua, yaitu siklus
reversible dapat balik dan siklus
irreversible tidak dapat balik. Siklus Carnot termasuk siklus
reversible dapat balik. Siklus Carnot dibatasi oleh garis
lengkung isotermik dan dua garis leng- kung adiabatik. Hal ini memungkinkan se-
luruh panas yang diserap input panas
diberikan pada satu suhu panas yang
B Q
1
A
Q
2
D P
C
Gambar 9.12 Siklus mesin pemanas Carnot
V V
4
V
3
V
2
V
1
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
218
tinggi dan seluruh panas yang dibuang output
panas dikeluarkan pada satu suhu rendah. Perhatikan siklus Carnot yang ditunjukkan pada
gambar 9.12 di atas
1 Pada proses A–B terjadi pemuaianpengem-
banganekspansi isotermik. 2 Pada proses
B–C terjadi pemuaianekspansi adiabatik.
3 Pada proses C–D terjadi pemampatan
kompresi isotermik. 4 Pada proses
D–A terjadi pemampatan kompresi adiabatik.
Siklus Carnot bekerja dengan mengubah kalor panas
heat dan membuangnya dalam bentuk kalor dingin
cold. Contoh mesin yang mengguna-
kan siklus Carnot adalah mesin pemanas ruang dalam rumah seperti
di negara-negara subtropis pada musim dingin. Skema mesin pe-
manas Carnot seperti gambar 9.14 berikut di samping.
Kalor panas Q
H
dinyatakan sebagai
Q
1
dan kalor dingin Q
C
sebagai Q
2
. Usaha pada mesin pemanas Carnot dapat ditulis se-
bagai berikut. W = Q
1
– Q
2
. . . 9.31 Karakteristik mesin pemanas Carnot ditunjukkan oleh
efisiensinya. Efisiensi mesin adalah perbandingan antara usaha yang dilakukan dengan kalor yang diserap. Mesin Carnot yang
ideal efisiensinya selalu maksimum. Efisiensi mesin pemanas Carnot adalah sebagai berikut.
η =
W Q
1
× 100 η =
§ ·
¨ ¸
© ¹
Q Q
Q
1 2
1
× 100
η = §
· ¨
¸ ©
¹
2 1
1
Q Q
× 100 . . . 9.32
Sebaiknya Tahu
Sadi Carnot adalah ilmuwan Prancis yang menemukan
bahwa efisiensi suatu mesin uap bergantung pada perbeda-
an temperatur antarsumber panas. Carnot mencapai ke-
simpulannya dengan mem- bayangkan mesin ideal. Proses
pemanasan uap digunakan untuk mendorong piston
dengan cara mencairkan uap secara terus-menerus. Proses
ini disebut siklus Carnot.
Gambar 9.13 Sadi Carnot 1796–1832
Rep. www .dieselduck
Gambar 9.14 Skema mesin pemanas Carnot
T
H
T
c
Q
H
W Q
c
